江蘇省2019版高考物理專題二第二講機械能守恒定律功能關(guān)系課后達標檢測卷(含解析)

1、機械能守恒定律功能關(guān)系1.多選（2018 徐州考前模擬）如圖所示，質(zhì)量分別為2m m的小滑塊P、Q P套在固 定豎直桿上，Q放在水平地面上。P、Q間通過錢鏈用長為 L的剛性輕桿連 接，一輕彈簧左端與 Q相連，右端固定在豎直桿上，彈簧水平，當 “= 30°時，彈簧處于原長。當 a =30°時，P由靜止釋放，下降到最低點時 a 變?yōu)?0。，整個運動過程中， P Q始終在同一豎直平面內(nèi)，彈簧在彈性限 度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為go則P下降過程中（）A. P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒B.彈簧彈性勢能的最大值為 （、/31）mgL C.豎直桿對P的彈力始終大于彈簧彈力 D. P下

2、降過程中動能達到最大前，Q受到地面的支持力小于 3mg解析：選BD根據(jù)能量守恒可知，滑塊P、Q和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故A錯誤；根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒可得 E=2mgLcos 30。Lcos 60 ）,即彈簧彈性勢能的最大值為b =（431）mgL故B正確；對Q,水平方向的合力 Fx=F桿sin a F彈=ma因為滑塊Q先做 加速運動后做減速運動，所以豎直桿對Q的彈力不一定始終大于彈簧彈力，所以豎直桿對P的彈力不一定始終大于彈簧彈力，故C錯誤；P下降過程中動能達到最大前，P加速下降，以P、Q為整體，在豎直方向上根據(jù)牛頓第二定律有3mg- N= 2ma則有N<3mg故D正確。2 .多選（2

3、018 南京、鹽城三模）如圖所示，輕彈簧一端固定于 O點，另一端與可視為質(zhì)點的小滑塊連接，把滑塊放在光滑斜面上的 A點，此時彈簧恰好水平，將滑塊從A點由靜止釋放，經(jīng) B點到達位于O點正下方的C點，當滑塊運動到B點時彈簧與斜面垂直，運動到C點時彈簧恰好處于原 長，已知OC勺距離為L,斜面傾角為0 =30。，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為go則滑塊由A運動到C的過程中（）A.滑塊的加速度一直減小B.滑塊經(jīng)過B點時的速度一定最大 c.滑塊經(jīng)過c點的速度大于42gL d.滑塊的加速度大小等于g的位置一共有三處解析：選CD滑塊下滑過程中受到重力，斜面對它的支持力，還有彈簧彈力。在 C點彈簧恰處于原長

4、，故在C點加速度大小為 ac=ma30= g,當滑塊運動到b點時彈簧與斜面垂直，在b點加速m 2 度大小為aB= mginm- = g,滑塊從A到B過程中，與C關(guān)于B點對稱的D點位置，彈簧恰處于原長，加速度大小aD= mgsin m0一 = 2,故A錯誤，D正確；當加速度為零時，速度最大或最小，由于在 B點加速度大小不為零，滑塊經(jīng)過B點時的速度不是最大，故 B錯誤；A到D階段彈力做正功，D到C階段不做功，設(shè)整個過程彈力做功為W到達C點時速度為v,則由動能定理： mg曰W= ；mV,可得C點速度v項，故C正確。3 .多選（2018 江蘇七市三模）如圖所示，斜面體靜置在水平面£上，斜面底

5、端固定一擋板，輕彈簧一端連接在擋板上，彈簧原長時自 由端在B點。一小物塊緊靠彈簧放置，在外力作用下將彈簧壓縮至A kU叩點。物塊由靜止釋放后，恰能沿粗糙斜面上滑至最高點C,然后下滑，最終停在斜面上，斜面體始終保持靜止。則（）A.物塊最終會停在 A B之間的某位置8 .物塊上滑過程速度最大的位置與下滑過程速度最大的位置相同C.整個運動過程中產(chǎn)生的內(nèi)能小于彈簧的最大彈性勢能D.物塊從A上滑到C過程中，地面對斜面體的摩擦力先減小再增大，然后不變解析：選ACD根據(jù)題意可知物塊由靜止釋放后，恰能沿粗糙斜面上滑至最高點C然后下滑說明重力沿斜面的分力大于最大靜摩擦力，所以物塊最終會停在 A、B之間的某位置，

6、故A正確；在上滑過程中加速度為零時速度最大，則有：kAximgin 0 -mgcos 0=0,mgiin 0 +mgcos 0一、彈黃的壓縮重為：Axi =,下滑時： mgin 0 mgcos 0 - k A X2kmcsin 。一口 mgcos 0=0,解得：AX2=-g一g,由此可知彈簧的形變量不同，所以位置也不同，k故B錯誤；物塊靜止時彈簧處于壓縮態(tài)，根據(jù)能量守恒可知， 整個運動過程中彈簧的最大彈性勢能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和部分彈性勢能，故C正確；物塊從A上滑到C過程中，物塊的加速度先減小后反向增大，然后不變，所以地面對斜面體的摩擦力先減小再增大，然后不變，故D 正確。4.多選（2018 南京、鹽

7、城一模）如圖所示，光滑細桿上套有兩個質(zhì) 量均為m的小球，兩球之間用輕質(zhì)彈簧相連， 彈簧原長為L,用長為2L的細線連接兩球?，F(xiàn)將質(zhì)量為M的物塊用光滑的鉤子掛在細線上，從細線繃直開始釋放，物塊向下運動。則物塊 （）A.運動到最低點時，小球的動能為零B.速度最大時，彈簧的彈性勢能最大C.速度最大時，桿對兩球的支持力大小為（M+ 2mgD.運動到最低點時，桿對兩球的支持力小于（必2mg解析：選 AC物塊從開始釋放先做加速運動，后做減速運動直到速度為零即到達最低點，此時小球的速度也為零，故 A正確；當物塊速度最大時，小球的速度也最大，彈簧將被繼續(xù)壓縮，彈性勢能繼續(xù)增大， 故B錯誤；將兩小球和物塊看成系統(tǒng)

8、，速度最大時系統(tǒng)合力為零,則桿對兩球的支持力大小為 （M+ 2m）g,故C正確；運動到最低點時，物塊具有向上的加速度，所以桿對兩球的支持力大于（M什2m） g,故D錯誤。-5.多選（2018 江蘇六市二模）如圖所示，一輕彈簧直立于水平面上， 彈簧處于原長時上端在 O點，將一質(zhì)量為M的物塊甲輕放在彈簧上端，物塊下降到A點時速度最大，下降到最低點 B時加速度大小為 g,Q B間距為ho 換用另一質(zhì)量為 m的物塊乙，從距O點高為h的C點靜止釋放，也剛好將彈 簧壓縮到B點。不計空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小為 g,則上述過程中（）A.彈簧最大彈性勢能為 MghB.乙的最大速度為2ghC

9、.乙在B點加速度大小為 2ghD.乙運動到O點下方h處速度最大4解析：選AD對于物塊甲的運動過程，根據(jù)能量守恒可知，彈簧壓縮到B點時的彈性勢能等于甲的重力勢能的變化即Mgh物塊乙也剛好將彈簧壓縮到 B點，所以彈簧最大彈性勢能為Mgh故A正確；當乙下落到 O點時，根據(jù)動能定理：mg"2mG,解得：v=，頌,此時開始壓縮彈簧，但彈簧彈力為零，所以物塊將繼續(xù)加速直到彈力等于重力時速度達到最. . .1.大，所以乙的取大速度大于 2gh,故B錯反；根據(jù)能重寸恒有 Mghr mg,2h,則mr2M在B點對M根據(jù)牛頓第二定律有：F Mg= MgXm根據(jù)牛頓第二定律有：F mg= ma聯(lián)立以 .一

10、 .h上各式可得：a=3g,故C錯灰；設(shè)彈黃勁度系數(shù)為 k,在取低點有：kh=2Mg= 4mg即k4 =一 . h . . .mg可得乙運動到 O點下方4處速度最大，故 D正確。在物塊A上施加一個6 .多選（2018 南京、鹽城二模）如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接， B足夠長、放置在水平面上，所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長， 運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)，水平恒力F, A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有（）A. A的加速度先增大后減小B. B的加速度一直增大C.當A B的速度相等時，彈簧的彈性勢能最大D.當A B的加速度相等時，兩者的動能

11、之差最大解析：選BC對A、B在水平方向受力分析， 設(shè)Fi為彈簧的彈力； 對A有：F- Fi=ma,B有：Fi=ma,可得 A B的v-t圖像如圖所 示，在整個過程中， A的加速度一直減小，而 B的加速度一直增大， 故A錯誤，B正確；t2時刻A、B的速度相等，兩實線之間圍成的面積有最大值，即 A、B的位移差最大，此時彈簧被拉到最長，彈性勢能最大，故C正確；ti時 刻A B的加速度相等，則合外力F合相等，選取接下來很短的時間 At ,有F合 VAAt = AF合 VBAt= A&b,由VA>VB知ARa>a Rb,即A動能增加的多，所以兩者的動能之差還要增 大，故D錯誤。7 .

12、多選（2018 鎮(zhèn)江一模）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m套在光滑豎直固定桿 A處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。、二%.、Q I圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，重力加速度為g,則（）C A.由A到C的過程中，圓環(huán)的加速度先減小后增大8 .由A到C的過程中，圓環(huán)的動能與重力勢能之和先增大后減少C.由A到B的過程中，圓環(huán)動能的增加量小于重力勢能的減少量D.在C處時，彈簧的彈性勢能為 mgh解析：選ACD圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過 B處的速度最大，到達 C處的速度為 零，所以圓環(huán)先做加速運動，再做減速運動，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過 B處的加速

13、度為零，所以加速度先減小，后增大，故 A正確；圓環(huán)的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和守恒，因由A到C的過程中，彈簧的彈性勢能逐漸變大，則圓環(huán)的動能與重力勢能之和逐漸減少，故B錯誤；由A到B的過程中，彈簧的彈性勢能和動能增加量之和等于重力勢能的減小量，則圓環(huán)動能的增加量小于重力勢能的減少量，故C正確；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，由動能定理得：mgh-W單=00=0,則 Wi=mgh故D正確。9 .多選（2018 無錫期末）如圖，質(zhì)量分別為 m、m的兩物塊A、B F 通過一輕質(zhì)彈簧連接，靜止放置在光滑水平面上， 彈簧開始時處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。11=0時刻在A上施加一

14、個水平向左的恒力 F, t2=t時刻彈簧第一次恢復(fù)到原長狀態(tài)，此時A B速度分別為vi和V2。則ti到t2時間內(nèi)（）A.A B和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能先增大后減小B.當a的加速度為零時，b的加速度為m2C.當彈簧的彈性勢能最大時，兩物塊速度相等D.物塊B移動的距離為22mvi + mv22F解析：選CD在ti到t2時間內(nèi)，恒力F一直對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)做正功， 所以系統(tǒng)的機械能一直增大，A錯誤；當A的加速度為零時，彈簧彈力等于F,所以B的加速度為m2B錯誤；速度相等前，A一直比B速度大，所以彈簧一直在變長，當兩物塊速度相等時，彈簧最長，此時彈簧的彈性勢能最大，C正確；彈簧恢復(fù)原長時彈性勢能

15、為零，根據(jù)功能關(guān)系/221 2 1 2mv1 + 必2 _ -可知： Fx= 2mv1+2mv2, 所以 x=2F, D正確。9.多選（2018 徐州期中）如圖所示，大圓環(huán)固定不動，套在大圓環(huán)上的小環(huán)從某處由靜止滑下，在大圓環(huán)上來回運動幾次，最終靜止不動。卜列說法正確的是（）A.小環(huán)不一定停在大圓環(huán)的最低點B.小環(huán)第一次運動到最低點時動能最大C.運動過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于小環(huán)減小的機械能D.第一次到達左邊最高點的過程中，小環(huán)的機械能先減小后增大解析：選 AC小環(huán)從某處由靜止滑下，當來回運動到摩擦力的大小剛好等于重力沿切線方向分力的大小時速度為零，此時小環(huán)靜止的地方不是在大圓環(huán)的最低點； 當小環(huán)來

16、回運動到最低點時速度恰好為零，此時小環(huán)靜止在大圓環(huán)的最低點，故A正確。當小環(huán)第一次運動到摩擦力的大小與重力沿切線方向分力的大小相等時速度最大,動能最大，故B錯誤。由于小環(huán)最終靜止，根據(jù)能量守恒可知，運動過程中產(chǎn)生的內(nèi)能等于小環(huán)減小的機械能，故正確。第一次到達左邊最高點的過程中，摩擦力始終做負功， 故小環(huán)的機械能一直減小，故D錯誤。10.（2018 南京三模）如圖所示，物塊 A B C的質(zhì)量分別為2m 2m m并均可視為質(zhì)點，三個物塊用輕繩通過輕質(zhì)滑輪連接，在外力作用下處于靜止狀態(tài)，此時物塊 A置于地面，物塊 B與C、C到地面的距離均是 L,現(xiàn)將三個物塊由靜止釋放。若 C與地面、B與C相碰后速度

17、立即減為零， A距離滑輪足夠遠且不計一切阻力，重力加速度為g。求:（1）剛釋放時A的加速度大小及輕繩對 A的拉力大小;（2）物塊A由最初位置上升的最大高度;Hi *c !（3）若改變A的質(zhì)量使系統(tǒng)由靜止釋放后物塊C能落地且物塊 B與C不相碰，則A的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件。解析：（1）設(shè)剛釋放時 A B C的加速度大小為a,繩子對A拉力大小為F,由受力分析可知對于A： F- 2mg= 2ma對于R C整體：3mg- F= 3mag 12解得a=5， F= gmg= 2.4 mg(2) C下落L后落地,由v2= 2aL可知此時的速度 v= a /5gL,由于A B的質(zhì)量相等，之后A以速度v向上運動，B以

18、速度v向下運動，B與C相碰后,A上升的高度2由 h = ：v-得 h=0.2L 2g則物塊A由最初位置上升的最大高度H= 2L+h=2.2 L。(3)若改變A的質(zhì)量使系統(tǒng)由靜止釋放后物塊C能落地,則A的質(zhì)量需滿足mA<3m同時使得B與C不相碰，即C落地后B減速下降到地面時速度為 0,從釋放到C落地的12過程中運用系統(tǒng)機械能寸恒te律：3mgL-migL=-(3mi m)v解得v=2 Jm- mA gL3m+ mA從C落地到B減速到地面速度為0的過程中運用系統(tǒng)機械能守恒定律:2mgL 2(2m) v2 = mAgL解得mA= 6m即A的質(zhì)量滿足 *m<m<3m時，系統(tǒng)由靜止釋放

19、后物塊C能落地且物塊 B與C不相碰。答案：(1)5 2.4 mg (2)2.2 L (3) >/6m<mA<3m11.(2018 江蘇七市三模)如圖所示，兩根不可伸長的細繩 A、B端分 別固定在水平天花板上， O端系有一質(zhì)量 m=木kg的物體，ABOfi成一邊 長為1=543 m的正三角形。物體受到方向水平向左的風(fēng)力作用，繩BO能承受的最大拉力 Fm= 20 N,繩AO會被拉斷，取 g=10 m/s2。(1)水平風(fēng)力Fi=5 N時，物體處于靜止狀態(tài)，求繩BO中的拉力大小 Fb；(2)水平風(fēng)力為F2時，繩BO1好被拉斷，求 F2和繩BO拉斷時物體的加速度大小 a;(3)在(2)

20、的情況下，求物體運動過程中的最大速度Vm和物體運動到最高點時與初始位置的高度差ho解析：(1)設(shè)此時繩AO中的拉力大小Fa,由平衡條件有F1 + Facos 60 ° Fbcos 60 = 0Fsin 60 °+ FBSin 60mg= 0代入數(shù)據(jù)解得Fb=15 No(2)設(shè)繩BO拉斷時，物體仍在原來位置，則拉斷前瞬間BO繩拉力水平和豎直方向的分力分別為Fmx = Fmcos 60 =10 NFny = Fmsin 60 ° = 103 N由于Fmy= mg說明物體仍在原來位置，此時繩AO的拉力大小為0。水平方向由平衡條件有F2= Fmx = 10 N繩BO被拉斷

21、后，物體做以 A為圓心，AO長為半徑的圓周運動，拉斷時加速度方向沿圓 切線方向，則Fzsin 60 + mgpos 60 = ma 2解得：a= 10 m/s 。(3)設(shè)繩AO向左擺到與水平方向的夾角為0時，物體運動的速度最大，則F2sin 0 mgpos 0=012F2( Lcos 60 + Lcos 0 ) + mg Lsin 0 Lsin 60 ) = /mw聯(lián)立解得：Vm= 10 m/s設(shè)繩AO向左擺到與水平方向的夾角為“時，物體到達最高點，則F2( Lcos 60 °+ Lcos a ) +mg Lsin a Lsin 60 ) = 0h= Lsin 60 ° Lsin a解得：h= 7.5 m。答案：(1)15 N (2)10 N 10 m/s 2 (3)10 m/s 7.5 m12.(2017 衡水中學(xué)七調(diào))如圖所示，